CN112204759A - 高效率微型led - Google Patents

Abstract

本文公开了具有高效率的发光二极管(LED)。提供了一种在半导体层内包括有源发光层的发光二极管。半导体层具有台面形状。发光二极管还包括衬底，该衬底具有半导体层位于其上的第一表面和与第一表面相反的输出耦合表面。由有源发光层产生的光入射到输出耦合表面上，并朝向输出耦合表面下游的光学元件传播。发光二极管还包括邻近输出耦合表面的第一抗反射涂层；输出耦合表面和光学元件之间的折射率匹配材料，其中折射率匹配材料的折射率大于或等于光学元件的折射率；和/或邻近输出耦合表面的二次光学器件。

Description

高效率微型LED

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月2日提交的美国专利申请第15/969,523号的优先权，该美国专利申请要求2018年3月30日提交的美国临时专利申请第62/651,044号的优先权，这两个专利申请的内容由此通过引用以其整体并入。

背景

发光二极管(LED)将电能转化为光能。在半导体LED中，光通常是通过半导体层中电子和空穴的复合产生的。LED领域的一个挑战是尽可能多地提取向所需方向发射的光。可以使用各种方法来提高LED的效率，例如调整半导体层的形状，使半导体层的表面粗糙化，以及使用额外的光学器件(optics)来重定向或聚焦光。

微型LED(micro-LED)被开发用于显示技术中的各种应用。微型LED具有的芯片尺寸非常小。例如，芯片的线性尺寸可以小于50μm或小于10μm。线性尺寸可以小到2μm或4μm。然而，微型LED通常比大功率LED具有更低的效率。虽然大功率LED可以具有高达90％的光提取效率(LEE)，但是微型LED在具有90°角度的发射锥(emission cone)内通常具有大约10％的LEE，并且在具有10°角度的发射锥内具有大约0.5％的LEE。例如，大功率LED或微型LED(例如图29所示的平面LED 800)通常具有平面LED朗伯(Lambertian)图案830，其半峰全宽(FWHM)约为120°，半峰半宽(HWHM)约为60°。类似于图29中所示的半球形LED 810的垂直微型LED通常具有半球形LED图案840，其HWHM大于或等于60°，其中侧壁发射可能导致兔耳形(bunny ear)。此外，抛物线LED 820通常具有抛物线LED发射850，其具有更窄的轮廓，其HWHM小于60°，并且通常在20°和40°之间。因此，增加微型LED的LEE并提供具有较窄光束轮廓的输出光束将是有利的。

概述

本公开总体上涉及具有改进效率的微型LED。在某些实施例中，发光二极管包括半导体层内的有源发光层。半导体层具有台面形状(mesa shape)。发光二极管还包括衬底，该衬底具有半导体层位于其上的第一表面和与第一表面相反的输出耦合(outcoupling)表面。由有源发光层产生的光入射到输出耦合表面上，并朝向输出耦合表面下游的光学元件传播。发光二极管还包括邻近输出耦合表面的第一抗反射涂层；输出耦合表面和光学元件之间的折射率匹配材料，其中折射率匹配材料的折射率大于或等于光学元件的折射率；和/或邻近输出耦合表面的二次光学器件(secondary optics)。

台面形状可以是平面的、垂直的、圆锥形的、半抛物线形的和/或抛物线形的，台面的基底区域可以是圆形的、矩形的、六边形的和/或三角形的。发光二极管还可以包括在台面形状的外表面上的反射器层。反射器层可以从台面形状的外表面开始依次包括介电钝化层、粘附层、扩散阻挡层和涂层。

折射率匹配材料可以对接耦合到光学元件，并且光学元件可以包括波导。半导体层可以包括与衬底相邻的n侧半导体层和与有源发光层相对的p侧半导体层。

二次光学器件可以包括具有在有源发光层处的焦点的透镜。透镜可以是球面透镜或菲涅耳透镜。透镜的直径可以大于邻近衬底的半导体层的直径。透镜可以被蚀刻到输出耦合表面中。该透镜可以具有沿着透镜的横向方向的不同透镜形状，或者环状(donut-like)凹陷区域和焦点，其被配置为将来自发光二极管的不同光线组输出耦合到发射锥内，该发射锥具有小于或等于60°的半峰半宽(HWHM)。

二次光学器件可以被配置成发射光束轮廓基本上为顶帽形状(top-hat shape)并且半峰半宽(HWHM)小于或等于60°的光。二次光学器件还可以包括附加的球面透镜，其被配置为准直由台面形状的端面(facet)反射的光。二次光学器件还可以包括在与输出耦合表面相反的透镜的表面上的第二抗反射涂层。二次光学器件还可以包括蚀刻到输出耦合表面中的光栅，该光栅可以包括线性阵列，该线性阵列以不同于横磁(TM)光的百分比反射横电(TE)光，并且发光二极管可以提供偏振光发射。

在垂直于来自输出耦合表面的光的发射方向的平面中，输出耦合表面的线性尺寸可以小于60μm。发光二极管可以在具有第一角度90°的第一发射锥内具有50％和85％之间的第一光提取效率，并且在具有第二角度10°的第二发射锥内具有2％和6％之间的第二光提取效率。

在某些实施例中，发光二极管包括半导体层内的有源发光层。半导体层具有台面形状。发光二极管还包括衬底，该衬底具有半导体层位于其上的第一表面和与第一表面相反的输出耦合表面。发光二极管还包括在台面形状的外表面上的反射器层。反射器层从台面形状的外表面开始依次包括介电钝化层、金属层、扩散阻挡层和保形(conformal)涂层。

介电钝化层的厚度可以在60nm和80nm之间，金属层的厚度可以在80nm和120nm之间，扩散阻挡层的厚度可以在20nm和30nm之间，并且保形涂层的厚度可以在110nm和140nm之间。

介电钝化层可以包括SiN、SiO₂、HfO、AlN和/或AlO。金属层可以包括Ag、Al或Au，并且可以被配置为在介电钝化层和扩散阻挡层之间提供粘附力。扩散阻挡层可以包括Pt、Pd、WTi或WN。保形涂层可以包括Au或Al。介电钝化层和金属层可以被配置成防止反射器层内部的共振吸收损耗。

发光二极管还可以包括在半导体层的与输出耦合表面相反的表面上的p触头。p触头可以从半导体层的表面开始依次包括金属层、扩散阻挡层和涂层。

台面形状可以是抛物线形，台面形状可以具有大约1.5μm的高度，并且台面形状可以在平行于输出耦合表面的平面中具有大约3.0μm的最大直径。发光二极管可以在具有第一角度90°的第一发射锥内具有45％和55％之间的第一光提取效率，并且在具有第二角度10°的第二发射锥内具有2％和3％之间的第二光提取效率。

有源发光层可以布置在台面形状的焦点处。台面形状的端面可以足够光滑，以防止电子和空穴在端面处的非辐射复合。

发光二极管还可以包括注入到有源发光层中的离子。不同的原子可以混合在有源发光层内。有源发光层可以包括量子点。有源发光层可以包括横向量子势垒。反射器层可以具有大于80％的反射率。

本概述既不旨在标识所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应当参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解主题。前述内容以及其他特征和示例将在下面的说明书、权利要求书和附图中更详细地被描述。更多细节可在附录中找到。

附图简述

下面参考以下附图详细描述说明性实施例：

图1是根据某些实施例的包括近眼显示器的示例人工现实系统环境的简化框图；

图2是包括各种传感器的简化示例近眼显示器的透视图；

图3是用于实现本文公开的一些示例的头戴式显示器(HMD)设备形式的示例近眼显示器的透视图；

图4是用于实现本文公开的一些示例的示例近眼显示器的示例电子系统的简化框图；

图5是根据一个或更多个实施例的微型LED的示例的横截面图；

图6A示出了发射绿光的微型LED的工作电压(V_op)和光输出功率(LOP)的实验数据和模拟数据的比较；

图6B示出了发射绿光的微型LED的外部量子效率(EQE)的实验数据和模拟数据的比较，以及表面复合的模拟百分比；

图7A示出了发射绿光的微型LED的实验数据与模拟数据的附加比较；

图7B示出了发射绿光的微型LED的模拟内部量子效率(IQE)数据和模拟结温数据；

图8A示出了根据一个或更多个实施例的微型LED的示例；

图8B示出了图8A所示的绿色微型LED的模拟LEE数据与角度的关系；

图9A-9C示出了具有从圆锥形到抛物线形的不同台面形状的绿色微型LED的各种示例；

图10A-10C示出了具有不同反射器层的绿色微型LED的各种示例；

图11A和图11B示出了绿色微型LED的不同示例的反射系数对光入射角的波动光学(wave optic)计算，包括相干效应；

图12A-12C示出了在输出耦合表面上具有不同部件以优化LEE和光束轮廓的绿色微型LED的各种示例；

图13A-13C示出了在输出耦合表面上具有不同部件以优化LEE和光束轮廓的红色微型LED的各种示例；

图14A和图14B示出了在绿色微型LED的输出耦合表面和光学元件之间结合折射率匹配材料的效果；

图15A-15C示出了红色微型LED的各种示例，其具有不同的二次光学器件以优化LEE和光束轮廓；

图16A和图16B示出了绿色微型LED的示例，该绿色微型LED具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓；

图17A和图17B示出了红色和绿色微型LED的示例，其具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓；

图18A-18H示出了红色微型LED的示例，该红色微型LED具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓；

图19A和图19B示出了红色和绿色微型LED的示例，其具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓；

图20A和图20B示出了绿色微型LED的示例，其基于结合微型LED中光学器件的光学光线跟踪模拟的FDTD计算发射偏振光；

图21A和图21B示出了对于可以发射偏振光的微型LED配置的反射器层设计的作为角度的函数的反射系数；

图22A示出了具有台面的微型LED的示例，该台面具有抛物线台面形状的非旋转对称椭圆基底；

图22B示出了具有平面形状的台面的示例；

图22C示出了具有垂直和圆锥形状的三角形台面的示例；

图22D示出了可用于微型LED的矩形基底形状的示例；

图23A-23C示出了绿色微型LED中不同非辐射复合速率的外部量子效率(EQE)和表面复合；

图24A示出了红色微型LED的示例；

图24B示出了与蓝色和绿色微型LED相比，红色微型LED的台面端面处的模拟表面复合速度；

图25A-25C示出了未处理的绿色、蓝色和红色微型LED的EQE和表面复合损耗的比较；

图26A-26C示出了经处理的绿色、蓝色和红色微型LED的EQE和表面复合损耗的比较；

图27A-27C示出了不同方法的示例，如量子阱(QW)混合，用于通过减少横向电子-空穴(e-h)扩散到有源发光区域内的台面端面来减少表面复合；

图28A和图28B示出了通过对限定的电流孔径执行横向离子注入来减小横向电流扩散的方法的示例；和

图29示出了不同LED的远场发射图案的比较。

详细描述

在以下描述中，为了解释的目的阐述了具体细节，以便提供对本公开示例的透彻理解。然而，很明显，没有这些具体细节也可以实施各种示例。例如，设备、系统、结构、组件、方法和其他部件可以以框图形式被显示为部件，以免以不必要的细节模糊示例。在其他情况下，公知的设备、过程、系统、结构和技术可以在没有必要细节的情况下被示出，以避免模糊示例。附图和描述并不旨在是限制性的。在本公开中使用的术语和表达被用作描述性术语而非限制性术语，并且这些术语和表达的使用无意排除所示出并描述的特征的任何等同物或其部分。

如本文所用，紫外(UV)光可以指波长在约100nm和约440nm之间的光。可见光可以指波长在大约380nm和大约750nm之间的光。更具体地，蓝光可以指波长在大约440nm和大约495nm之间的光。绿光可以指波长在大约495nm和大约570nm之间的光。红光可以指波长在大约580nm和大约750nm之间的光。近红外(NIR)光可以指波长在约750nm和约2500nm之间的光。

如本文所用，用于一波长范围的反射器可以指能够反射该波长范围内的入射光的至少20％、至少50％、至少70％或更多的光学器件。一些反射器可以反射反射器的工作波长范围之外的入射光的小于20％、小于10％、小于5％、小于1％或更少。反射率可由波长范围内的光学照相地(photo-optically)加权或未加权平均反射率、入射光束相对表面法线的角度的角度范围或波长范围内的最低反射率来表示。例如，反射器可以包括具有金属涂层或介电薄膜的反射镜、分布式布拉格反射器(DBR)或变形(metamorphic)层。

如本文所用，微型LED可以指芯片尺寸的芯片线性尺寸小于50μm、小于20μm或小于10μm的LED。例如，线性尺寸可以小到2μm或4μm。然而，本文的公开不限于微型LED，也可以应用于迷你LED(mini-LED)或大功率LED。

本文描述的微型LED可以与各种技术(例如人工现实系统)结合使用。人工现实是一种在呈现给用户之前已经以某种方式进行了调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(mixed reality，MR)、混杂现实(hybrid reality)或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或者与所捕获的(例如，现实世界)内容组合的所生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈、或其某种组合，且其中任何一个都可以在单个通道中或在多个通道中被呈现(例如向观众产生三维效果的立体视频)。此外，在一些实施例中，人工现实还可以与应用、产品、附件、服务或其某种组合相关联，这些应用、产品、附件、服务或其某种组合用于例如在人工现实中创建内容和/或在人工现实中以其他方式使用(例如在人工现实中执行活动)。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上实现，这些平台包括连接到主计算机系统的头戴式显示器(HMD)、独立的HMD、移动设备或计算系统、或者能够向一个或更多个观众提供人工现实内容的任何其他硬件平台。

诸如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)或混合现实(MR)系统的人工现实系统可以包括被配置为经由电子或光学显示器向用户呈现内容的近眼显示器(例如，头戴式装置(headset)或一副眼镜)，并且在一些情况下，还可以包括被配置为生成内容以呈现给用户并且将生成的内容提供给近眼显示器以呈现的控制台。为了改善用户与所呈现内容的交互，控制台可以基于用户正在观看的位置来修改或生成内容，用户正在观看的位置可以通过跟踪用户的眼睛来确定。跟踪眼睛可以包括跟踪眼睛瞳孔的位置和/或形状，和/或眼睛的旋转位置(凝视方向)。为了跟踪眼睛，近眼显示器可以使用安装在近眼显示器上或内部的光源来照亮用户眼睛的表面。然后，包括在近眼显示器中的成像设备(例如，照相机)可以捕获由用户眼睛的各种表面反射的光。从用户眼睛的角膜镜面反射的光可能导致所捕获图像中的“闪光(glint)”。一种照亮眼睛以看到瞳孔和闪光的方法是使用二维(2D)发光二极管(LED)阵列。这些LED可以放置在用户视场的周边(例如，沿着观察光学器件的圆周)。可以使用诸如质心算法(centroiding algorithm)的技术来精确地确定眼睛上的闪光在所捕获图像中的位置，然后可以基于闪光相对于捕获图像中眼睛的已知特征(例如，瞳孔中心)的位置来确定眼睛的旋转位置(例如，凝视方向)。

图1是根据某些实施例的包括近眼显示器120的示例人工现实系统环境100的简化框图。图1所示的人工现实系统环境100可以包括近眼显示器120、外部成像设备150和输入/输出接口140，它们每个都耦合到控制台110。尽管图1示出了包括一个近眼显示器120、一个外部成像设备150和一个输入/输出接口140的示例人工现实系统环境100，但人工现实系统环境100中可以包括任意数量的这些部件，或者可以省略任何部件。例如，可以有多个近眼显示器120，这些近眼显示器由与控制台110通信的一个或更多个外部成像设备150监控。在替代配置中，人工现实系统环境100中可以包括不同或附加的部件。

近眼显示器120可以是向用户呈现内容的头戴式显示器。由近眼显示器120呈现的内容示例包括一个或更多个图像、视频、音频或其某种组合。在一些实施例中，音频可以经由外部设备(例如，扬声器和/或头戴式耳机)呈现，该外部设备从近眼显示器120、控制台110或两者接收音频信息，并基于音频信息来呈现音频数据。近眼显示器120可以包括一个或更多个刚性主体，该刚性主体可以刚性或非刚性地彼此联接。刚性主体之间的刚性联接可以使所联接的刚性主体充当单个刚性实体。刚性主体之间的非刚性联接可以允许刚性主体相对于彼此移动。在各种实施例中，近眼显示器120可以以任何合适的形状因子(包括一副眼镜)来被实现。将在下面参照图2和图3进一步描述近眼显示器120的一些实施例。附加地，在各种实施例中，本文描述的功能可以用在头戴式装置中，该头戴式装置组合近眼显示器120外部环境的图像和从控制台110(或从生成并向用户提供内容的任何其他控制台)接收的内容。因此，近眼显示器120以及本文描述的用于眼睛跟踪的方法可以用生成的内容(例如，图像、视频、声音等)来增强近眼显示器120外部的物理现实世界环境的图像，以向用户呈现增强现实。

在各种实施例中，近眼显示器120可以包括显示电子器件122、显示光学器件124、一个或更多个定位器126、一个或更多个位置传感器128、眼睛跟踪单元130和惯性测量单元(IMU)132中的一个或更多个。在各种实施例中，近眼显示器120可以省略这些元件中的任何一个，或者可以包括附加元件。附加地，在一些实施例中，近眼显示器120可以包括组合了结合图1描述的各种元件的功能的元件。

显示电子器件122可以根据从控制台110接收的数据向用户显示图像。在各种实施例中，显示电子器件122可以包括一个或更多个显示面板，例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、微型LED显示器、有源矩阵OLED显示器(AMOLED)、透明OLED显示器(TOLED)或某个其他显示器。例如，在近眼显示器120的一个实施方式中，显示电子器件122可以包括前TOLED面板、后显示面板以及在前显示面板和后显示面板之间的光学部件(例如，衰减器、偏振器或衍射膜或光谱膜)。显示电子器件122可以包括发射例如红色、绿色、蓝色、白色或黄色的主要颜色的光的子像素。在一些实施方式中，显示电子器件122可以通过由二维面板产生的立体效果来显示3D图像，以创建图像深度的主观感知。例如，显示电子器件122可以包括分别位于用户的左眼和右眼前方的左显示器和右显示器。左显示器和右显示器可以呈现相对于彼此水平偏移的图像的副本，以产生立体效果(即，观看图像的用户对图像深度的感知)。

在某些实施例中，显示光学器件124可以光学地(例如，使用光波导和耦合器)显示图像内容，或者放大从显示电子器件122接收的图像光，校正与图像光相关联的光学误差，并将校正后的图像光呈现给近眼显示器120的用户。在各种实施例中，显示光学器件124可以包括一个或更多个光学元件。示例光学元件可以包括衬底、光学波导、光圈(aperture)、菲涅耳透镜、凸透镜、凹透镜、滤光器或者可以影响从显示电子器件122发射的图像光的任何其他合适的光学元件。显示光学器件124可以包括不同光学元件以及机械联接的组合，以保持组合中的光学元件的相对间距和定向。显示光学器件124中的一个或更多个光学元件可以具有光学涂层，例如抗反射涂层、反射涂层、滤光涂层或不同光学涂层的组合。

显示光学器件124对图像光的放大可以允许显示电子器件122比更大的显示器物理上更小、重量更轻并且消耗更少的功率。附加地，放大可以增加显示内容的视场。在一些实施例中，显示光学器件124可以具有比显示光学器件124和显示电子器件122之间的间距大的有效焦距，以放大由显示电子器件122投射的图像光。显示光学器件124对图像光的放大倍数可以通过从显示光学器件124增加光学元件或移除光学元件来被调节。

显示光学器件124可以被设计成校正一种或更多种类型的光学误差，例如二维光学误差、三维光学误差或其组合。二维误差可以包括二维中出现的光学像差(opticalaberration)。二维误差的示例类型可以包括桶形失真、枕形失真、纵向色差和横向色差。三维误差可以包括三维中出现的光学误差。三维误差的示例类型可以包括球面像差(spherical aberration)、彗形像差(comatic aberration)、像场弯曲(field curvature)和像散(astigmatism)。在一些实施例中，被提供给显示电子器件122用于显示的内容可以被预失真，并且当显示光学器件124从显示电子器件122接收基于预失真内容生成的图像光时，显示光学器件124可以校正失真。

定位器126可以是相对于彼此并相对于近眼显示器120上的参考点位于近眼显示器120上特定位置的对象。控制台110可以识别由外部成像设备150捕获的图像中的定位器126，以确定人工现实头戴式装置的位置、定向或两者。定位器126可以是发光二极管(LED)、角立方体反射器(corner cube reflector)、反射标记、与近眼显示器120操作的环境形成对比的一种类型的光源或者它们的一些组合。在定位器126是有源部件(例如，LED或其他类型的发光器件)的实施例中，定位器126可以发射可见光波段(例如，约380nm至750nm)中的光、红外(IR)波段(例如，约750nm至1mm)中的光、紫外波段(例如，约10nm至约380nm)中的光、电磁波谱的另一部分中的光或电磁波谱中各部分的任意组合中的光。

在一些实施例中，定位器126可以位于近眼显示器120的外表面下方。在定位器126和近眼显示器120外部的实体(例如，外部成像设备150、观看近眼显示器120的外表面的用户)之间的近眼显示器120的一部分对于定位器126发射或反射的光的波长可以是透明的，或者足够薄以基本上不衰减定位器126发射或反射的光。在一些实施例中，近眼显示器120的外表面或其他部分在可见光波段中可以是不透明的，但是在IR波段中是透明的，并且定位器126可以在外表面下方并且可以发射IR波段的光。

外部成像设备150可以基于从控制台110接收的校准参数生成慢速校准数据。慢速校准数据可以包括显示定位器126的观察位置的一个或更多个图像，这些图像可被外部成像设备150检测到。外部成像设备150可以包括一个或更多个照相机、一个或更多个摄像机、能够捕获包括一个或更多个定位器126的图像的任何其他设备或者它们的一些组合。附加地，外部成像设备150可以包括一个或更多个滤光器(例如，用于提高信噪比)。外部成像设备150可以被配置成检测从外部成像设备150的视场中的定位器126发射或反射的光。在定位器126包括无源元件(例如，回射器(retroreflector))的实施例中，外部成像设备150可以包括照亮一些或所有定位器126的光源，定位器126可以将光回射到外部成像设备150中的光源。可以将慢速校准数据从外部成像设备150传送到控制台110，并且外部成像设备150可以从控制台110接收一个或更多个校准参数，用于调整一个或更多个成像参数(例如，焦距、焦点、帧速率、传感器温度、快门速度、孔径等)。

位置传感器128可以响应于近眼显示器120的运动而生成一个或更多个测量信号。位置传感器128的示例可以包括加速度计、陀螺仪、磁力计、其他运动检测或误差校正传感器或者它们的一些组合。例如，在一些实施例中，位置传感器128可以包括测量平移运动(例如，向前/向后、向上/向下、或向左/向右)的多个加速度计和测量旋转运动(例如，俯仰、偏航、或滚动)的多个陀螺仪。在一些实施例中，各个位置传感器可以彼此正交定向。

IMU 132可以是基于从一个或更多个位置传感器128接收的测量信号生成快速校准数据的电子器件。位置传感器128可以位于IMU 132的外部、IMU 132的内部或者其某种组合。基于来自一个或更多个位置传感器128的一个或更多个测量信号，IMU 132可以生成快速校准数据，该快速校准数据指示相对于近眼显示器120的初始位置的近眼显示器120的估计位置。例如，IMU 132可以对从加速度计接收的测量信号在时间上进行积分，以估计速度向量，并且对速度向量在时间上进行积分，以确定近眼显示器120上参考点的估计位置。替代地，IMU 132可以向控制台110提供采样的测量信号，控制台110可以确定快速校准数据。虽然参考点通常可以被定义为空间中的点，但是在各种实施例中，参考点也可以被定义为近眼显示器120内的点(例如，IMU 132的中心)。

眼睛跟踪单元130可以包括被配置为捕获眼睛跟踪数据的一个或更多个成像设备，控制台110中的眼睛跟踪模块118可以使用该眼睛跟踪数据来跟踪用户的眼睛。眼睛跟踪数据可以指由眼睛跟踪单元130输出的数据。示例眼睛跟踪数据可以包括由眼睛跟踪单元130捕获的图像或者从眼睛跟踪单元130捕获的图像导出的信息。眼睛跟踪可以指确定眼睛相对于近眼显示器120的位置，包括眼睛的定向和位置。例如，眼睛跟踪模块118可以基于由眼睛跟踪单元130捕获的眼睛图像来输出眼睛的俯仰和偏航。在各种实施例中，眼睛跟踪单元130可以测量由眼睛反射的电磁能量，并将测量的电磁能量传送给眼睛跟踪模块118，然后眼睛跟踪模块118可以基于测量的电磁能量来确定眼睛的位置。例如，眼睛跟踪单元130可以测量由用户的眼睛反射的电磁波，例如可见光、红外光、无线电波、微波、电磁波谱的任何其他部分中的波，或者它们的组合。

眼睛跟踪单元130可以包括一个或更多个眼睛跟踪系统。眼睛跟踪系统可以包括对一只或更多只眼睛进行成像的成像系统，并且可以可选地包括光发射器，该光发射器可以生成指向眼睛的光，使得由眼睛反射的光可以被成像系统捕获。例如，眼睛跟踪单元130可以包括发射可见光谱或红外光谱中的光的相干光源(例如，激光二极管)，以及捕获由用户眼睛反射的光的照相机。作为另一个示例，眼睛跟踪单元130可以捕获由微型雷达单元发射的反射无线电波。眼睛跟踪单元130可以使用低功率光发射器，其以不会伤害眼睛或引起身体不适的频率和强度发射光。眼睛跟踪单元130可以被布置成提高眼睛跟踪单元130捕获的眼睛图像中的对比度，同时降低眼睛跟踪单元130消耗的总功率(例如，降低由眼睛跟踪单元130中包括的光发射器和成像系统消耗的功率)。例如，在一些实施方式中，眼睛跟踪单元130可以消耗小于100毫瓦的功率。

在一些实施例中，眼睛跟踪单元130可以包括一个光发射器和一个照相机来跟踪用户的每只眼睛。眼睛跟踪单元130还可以包括不同的眼睛跟踪系统，它们一起操作以提供改进的眼睛跟踪精度和响应性。例如，眼睛跟踪单元130可以包括具有快速响应时间的快速眼睛跟踪系统和具有较慢响应时间的慢速眼睛跟踪系统。快速眼睛跟踪系统可以频繁地测量眼睛以捕获由眼睛跟踪模块118用来确定眼睛相对于参考眼睛位置的位置的数据。慢速眼睛跟踪系统可以独立地测量眼睛以捕获数据，该数据由眼睛跟踪模块118用来确定参考眼睛位置，而不参考先前确定的眼睛位置。由慢速眼睛跟踪系统捕获的数据可以允许眼睛跟踪模块118以比由快速眼睛跟踪系统捕获的数据确定的眼睛位置更大的精度确定参考眼睛位置。在各种实施例中，慢速眼睛跟踪系统可以以比快速眼睛跟踪系统更低的频率向眼睛跟踪模块118提供眼睛跟踪数据。例如，慢速眼睛跟踪系统可以不太频繁地操作或者具有较慢的响应时间以节省功率。

眼睛跟踪单元130可以被配置成估计用户眼睛的定向。眼睛的定向可以对应于用户在近眼显示器120内的凝视方向。用户眼睛的定向可以被定义为视网膜中央凹轴(fovealaxis)的方向，视网膜中央凹轴是视网膜中央凹(fovea)(眼睛视网膜上感光细胞最集中的区域)与眼睛瞳孔中心之间的轴。通常，当用户的眼睛固定在一点上时，用户眼睛的视网膜中央凹轴与该点相交。眼睛的瞳孔轴可以被定义为穿过瞳孔中心并垂直于角膜表面(corneal surface)的轴。通常，即使瞳孔轴和视网膜中央凹轴在瞳孔中心相交，瞳孔轴也可能不直接与视网膜中央凹轴对齐。例如，视网膜中央凹轴的定向可能与瞳孔轴横向偏离约-1°至8°，垂直偏离约±4°。因为视网膜中央凹轴是根据位于眼睛后部的视网膜中央凹来定义的，所以在一些眼睛跟踪实施例中，视网膜中央凹轴可能难以或不可能直接测量。因此，在一些实施例中，可以检测瞳孔轴的定向，并且可以基于检测到的瞳孔轴来估计视网膜中央凹轴。

通常，眼睛的运动不仅对应于眼睛的角度旋转，还对应于眼睛的平移、眼睛扭转的变化和/或眼睛形状的变化。眼睛跟踪单元130还可以被配置成检测眼睛的平移，这可以是眼睛相对于眼框的位置变化。在一些实施例中，可以不直接检测眼睛的平移，而是可以基于从检测到的角度定向的映射来近似眼睛的平移。也可以检测对应于眼睛相对于眼睛跟踪单元的位置变化的眼睛平移。这种类型的平移可能例如由于用户头部上的近眼显示器120的位置的移动而发生。眼睛跟踪单元130还可以检测眼睛的扭转和眼睛围绕瞳孔轴的旋转。眼睛跟踪单元130可以使用检测到的眼睛扭转来从瞳孔轴估计视网膜中央凹轴的定向。眼睛跟踪单元130还可以跟踪眼睛形状的变化，这可以近似为歪斜或缩放线性变换或扭曲失真(例如，由于扭转变形)。眼睛跟踪单元130可以基于瞳孔轴的角度定向、眼睛的平移、眼睛的扭转和眼睛的当前形状的一些组合来估计视网膜中央凹轴。

在一些实施例中，眼睛跟踪单元130可以包括多个发射器或至少一个发射器，其可以在眼睛的所有部分或一部分上投射结构光图案。当从偏离角度观看时，结构光图案可能由于眼睛的形状而失真。眼睛跟踪单元130还可以包括至少一个照相机，该照相机可以检测投射到眼睛上的结构光图案的失真(如果有的话)。照相机可以被定向在与发射器到眼睛的不同的轴上。通过检测眼睛表面上的结构光图案的变形，眼睛跟踪单元130可以确定被结构光图案照亮的眼睛部分的形状。因此，捕获的失真光图案可以指示眼睛被照亮部分的3D形状。因此，眼睛的定向可以从眼睛被照亮部分的3D形状中导出。眼睛跟踪单元130还可以基于由照相机捕获的失真的结构光图案的图像来估计瞳孔轴、眼睛的平移、眼睛的扭转和眼睛的当前形状。

近眼显示器120可以使用眼睛的定向来例如，确定用户的瞳孔间距离(IPD)、确定凝视方向、引入深度线索(例如模糊用户主视线之外的图像)、收集关于VR媒体中的用户交互的启发信息(heuristics)(例如，根据经受的刺激在任何特定主体、对象或帧上花费的时间)、部分基于至少一只用户眼睛的定向的一些其他功能、或者上述的某种组合。因为可以确定用户双眼的定向，所以眼睛跟踪单元130可以确定用户正在看哪里。例如，确定用户凝视的方向可以包括基于所确定的用户左眼和右眼的定向来确定集合点(point ofconvergence)。集合点可以是用户眼睛的两个视网膜中央凹轴相交的点(或者是两个轴之间最近的点)。用户凝视的方向可以是穿过集合点和用户眼睛瞳孔之间的中点的线的方向。

输入/输出接口140可以是允许用户向控制台110发送动作请求的设备。动作请求可以是执行特定动作的请求。例如，动作请求可以是开始或结束应用，或者是在应用内执行特定动作。输入/输出接口140可以包括一个或更多个输入设备。示例输入设备可以包括键盘、鼠标、游戏控制器、手套、按钮、触摸屏或用于接收动作请求并将接收到的动作请求传送到控制台110的任何其他合适的设备。由输入/输出接口140接收的动作请求可以被传送到控制台110，控制台110可以执行对应于所请求动作的动作。在一些实施例中，输入/输出接口140可以根据从控制台110接收的指令向用户提供触觉反馈。例如，当接收到动作请求时，或者当控制台110已经执行了所请求的动作并将指令传送给输入/输出接口140时，输入/输出接口140可以提供触觉反馈。

控制台110可以根据从外部成像设备150、近眼显示器120和输入/输出接口140中的一个或更多个接收的信息，向近眼显示器120提供内容以呈现给用户。在图1所示的示例中，控制台110可以包括应用储存器112、头戴式装置跟踪模块114、虚拟现实引擎116和眼睛跟踪模块118。控制台110的一些实施例可以包括与结合图1描述的模块不同的或附加的模块。下面进一步描述的功能可以以不同于这里描述的方式在控制台110的部件之间分配。

在一些实施例中，控制台110可以包括处理器和存储可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质。处理器可以包括并行执行指令的多个处理单元。计算机可读存储介质可以是任何存储器，例如硬盘驱动器、可移动存储器、或固态驱动器(例如，闪存或动态随机存取存储器(DRAM))。在各种实施例中，结合图1描述的控制台110的模块可以被编码为非暂时性计算机可读存储介质中的指令，当由处理器执行时，这些指令使得处理器执行下面进一步描述的功能。

应用储存器112可以存储用于由控制台110执行的一个或更多个应用。应用可以包括一组指令，该组指令当由处理器执行时生成用于呈现给用户的内容。由应用生成的内容可以对经由用户眼睛的移动从用户接收的输入或者从输入/输出接口140接收的输入进行响应。应用的示例可以包括：游戏应用、会议应用、视频回放应用或其他合适的应用。

头戴式装置跟踪模块114可以使用来自外部成像设备150的慢速校准信息来跟踪近眼显示器120的移动。例如，头戴式装置跟踪模块114可以使用来自慢速校准信息的观察到的定位器和近眼显示器120的模型来确定近眼显示器120的参考点的位置。头戴式装置跟踪模块114还可以使用来自快速校准信息的位置信息来确定近眼显示器120的参考点的位置。此外，在一些实施例中，头戴式装置跟踪模块114可以使用快速校准信息、慢速校准信息中的一部分或其某种组合来预测近眼显示器120的未来位置。头戴式装置跟踪模块114可以向VR引擎116提供近眼显示器120的估计或预测的未来位置。

头戴式装置跟踪模块114可以使用一个或更多个校准参数来校准人工现实系统环境100，并且可以调整一个或更多个校准参数以降低确定近眼显示器120的位置时的误差。例如，头戴式装置跟踪模块114可以调整外部成像设备150的焦点，以获得在近眼显示器120上观察到的定位器的更准确的位置。此外，头戴式装置跟踪模块114执行的校准也可以考虑从IMU132接收的信息。附加地，如果对近眼显示器120的跟踪丢失(例如，外部成像设备150失去至少阈值数量定位器126的视线)，则头戴式装置跟踪模块114可以重新校准一些或所有校准参数。

VR引擎116可以在人工现实系统环境100内执行应用，并且从头戴式装置跟踪模块114接收近眼显示器120的位置信息、近眼显示器120的加速度信息、近眼显示器120的速度信息、近眼显示器120的预测未来位置或者它们的某种组合。VR引擎116还可以从眼睛跟踪模块118接收估计的眼睛位置和定向信息。基于接收到的信息，VR引擎116可以确定要提供给近眼显示器120用于显现给用户的内容。例如，如果接收到的信息指示用户已经向左看，则VR引擎116可以为近眼显示器120生成反映用户眼睛在虚拟环境中的移动的内容。附加地，VR引擎116可以响应于从输入/输出接口140接收的动作请求来执行在控制台110上执行的应用内的动作，并且向用户提供指示动作已经被执行的反馈。反馈可以是经由近眼显示器120的视觉或听觉反馈，或者经由输入/输出接口140的触觉反馈。

眼睛跟踪模块118可以从眼睛跟踪单元130接收眼睛跟踪数据，并基于眼睛跟踪数据确定用户眼睛的位置。眼睛的位置可以包括相对于近眼显示器120或其任何元件的眼睛的定向、位置或两者。因为眼睛的旋转轴根据眼睛在眼眶中的位置而改变，所以确定眼睛在眼眶中的位置可以允许眼睛跟踪模块118更精确地确定眼睛的定向。

在一些实施例中，眼睛跟踪单元130可以输出包括眼睛图像的眼睛跟踪数据，并且眼睛跟踪模块118可以基于图像确定眼睛的位置。例如，眼睛跟踪模块118可以存储由眼睛跟踪单元130捕获的图像与眼睛位置之间的映射，以从由眼睛跟踪单元130捕获的图像确定参考眼睛位置。替代地或附加地，眼睛跟踪模块118可以通过比较从中确定参考眼睛位置的图像和从中确定更新的眼睛位置的图像来确定相对于参考眼睛位置的更新的眼睛位置。眼睛跟踪模块118可以使用来自不同成像设备或其他传感器的测量结果来确定眼睛位置。例如，如上所述，眼睛跟踪模块118可以使用来自慢速眼睛跟踪系统的测量结果来确定参考眼睛位置，然后从快速眼睛跟踪系统确定相对于参考眼睛位置的更新的位置，直到基于来自慢速眼睛跟踪系统的测量结果来确定下一个参考眼睛位置为止。

眼睛跟踪模块118还可以确定眼睛校准参数，以提高眼睛跟踪的精度和准确度。眼睛校准参数可以包括每当用户佩戴或调整近眼显示器120时都会改变的参数。示例眼睛校准参数可以包括眼睛跟踪单元130的部件和眼睛的一个或更多个部分(例如眼睛的中心、瞳孔、角膜边界或眼睛表面上的点)之间的估计距离。其他示例眼睛校准参数可以特定于特定用户，并且可以包括估计的平均眼睛半径、平均角膜半径、平均巩膜半径、眼睛表面上的特征图以及估计的眼睛表面轮廓。在来自近眼显示器120外部的光可以到达眼睛的实施例中(如在一些增强现实应用中)，校准参数可以包括由于来自近眼显示器120外部的光的变化而导致的强度和色彩平衡的校正因子。眼睛跟踪模块118可以使用眼睛校准参数来确定由眼睛跟踪单元130捕获的测量结果是否允许眼睛跟踪模块118确定准确的眼睛位置(在本文也称为“有效测量结果”)。眼睛跟踪模块118可能无法从中确定准确的眼睛位置的无效测量结果可能是由用户眨眼、调整头戴式装置或移除头戴式装置引起的，和/或可能是由近眼显示器120由于外部光而经历大于阈值的照明变化引起的。

图2是包括各种传感器的简化示例近眼显示器200的透视图。近眼显示器200可以是图1的近眼显示器120的特定实现，并且可以被配置为作为虚拟现实显示器、增强现实显示器和/或混合现实显示器来操作。近眼显示器200可以包括框架205和显示器210。显示器210可以被配置为向用户呈现内容。在一些实施例中，显示器210可以包括显示电子器件和/或显示光学器件。例如，如上关于图1的近眼显示器120所述，显示器210可以包括LCD显示面板、LED显示面板或光学显示面板(例如，波导显示组件)。

近眼显示器200还可以包括框架205上或框架205内的各种传感器250a、250b、250c、250d和250e。在一些实施例中，传感器250a-250e可以包括一个或更多个深度传感器、运动传感器、位置传感器、惯性传感器或环境光传感器。在一些实施例中，传感器250a-250e可以包括一个或更多个图像传感器，其被配置为生成表示不同方向上的不同视场的图像数据。在一些实施例中，传感器250a-250e可以用作输入设备来控制或影响近眼显示器200的显示内容，和/或向近眼显示器200的用户提供交互式VR/AR/MR体验。在一些实施例中，传感器250a-250e也可以用于立体成像。

在一些实施例中，近眼显示器200可以进一步包括一个或更多个照明器230，以将光投射到物理环境中。投射的光可以与不同的频带(例如可见光、红外光、紫外光等)相关联，并且可以服务于各种目的。例如，照明器230可以在黑暗环境中(或者在具有低强度红外光、紫外光等的环境中)投射光，来帮助传感器250a-250e捕捉黑暗环境中不同对象的图像。在一些实施例中，照明器230可以用于将特定的光图案投射到环境中的对象上。在一些实施例中，照明器230可以用作定位器，例如上面参照图1描述的定位器126。

在一些实施例中，近眼显示器200还可以包括高分辨率照相机240。照相机240可以捕获视场中的物理环境的图像。所捕获的图像可以例如由虚拟现实引擎(例如，图1的虚拟现实引擎116)处理，以将虚拟对象添加到所捕获的图像或者修改所捕获的图像中的物理对象，并且所处理的图像可以由用于AR或MR应用的显示器210显示给用户。

图3是头戴式显示器(HMD)设备300形式的示例近眼显示器的透视图，用于实现本文公开的一些示例近眼显示器(例如，近眼显示器120)。HMD设备300可以是例如虚拟现实(VR)系统、增强现实(AR)系统、混合现实(MR)系统或其一些组合的一部分。HMD设备300可以包括主体320和头带330。图3以透视图显示了主体320的顶侧323、前侧325和右侧327。头带330可以具有可调节或可延伸的长度。在HMD设备300的主体320和头带330之间可以有足够的空间，以允许用户将HMD设备300安装到用户的头上。在各种实施例中，HMD设备300可以包括附加的、更少的或不同的部件。例如，在一些实施例中，HMD设备300可以包括眼镜镜腿(temple)和镜腿尖端，而不是头带330。

HMD设备300可以向用户呈现包括具有计算机生成元素的物理、真实世界环境的虚拟和/或增强视图的媒体。由HMD设备300呈现的媒体的示例可以包括图像(例如，二维(2D)或三维(3D)图像)、视频(例如，2D或3D视频)、音频或其一些组合。图像和视频可以通过封装在HMD设备300的主体320中的一个或更多个显示组件(图3中未示出)呈现给用户的每只眼睛。在各种实施例中，一个或更多个显示组件可以包括单个电子显示面板或多个电子显示面板(例如，用户的每只眼睛一个显示面板)。电子显示面板的示例可以包括，例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、无机发光二极管(ILED)显示器、微型LED显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器、透明有机发光二极管(TOLED)显示器、某种其他显示器或它们的一些组合。HMD设备300可以包括两个视窗(eye box)区域。

在一些实施方式中，HMD设备300可以包括各种传感器(未示出)，例如深度传感器、运动传感器、位置传感器和眼睛跟踪传感器。这些传感器中的一些可以使用结构光图案进行感测。在一些实施方式中，HMD设备300可以包括用于与控制台通信的输入/输出接口。在一些实施方式中，HMD设备300可以包括虚拟现实引擎(未示出)，该虚拟现实引擎可以在HMD设备300内执行应用，并且从各种传感器接收HMD设备300的深度信息、位置信息、加速度信息、速度信息、预测的未来位置或其某种组合。在一些实施方式中，由虚拟现实引擎接收的信息可以用于向一个或更多个显示组件产生信号(例如，显示指令)。在一些实施方式中，HMD设备300可以包括定位器(未示出，例如定位器126)，定位器相对于彼此和相对于参考点位于主体320上的固定位置。每个定位器可以发射可由外部成像设备检测的光。

图4是用于实现本文公开的一些示例的示例近眼显示器(例如，HMD设备)的示例电子系统400的简化框图。电子系统400可以用作HMD设备300或上述其他近眼显示器的电子系统。在该示例中，电子系统400可以包括一个或更多个处理器410和存储器420。处理器410可以被配置为执行用于在多个部件处执行操作的指令，并且可以是例如通用处理器或适于在便携式电子设备内实现的微处理器。处理器410可以与在电子系统400内的多个部件通信地耦合。为了实现这种通信耦合，处理器410可以通过总线440与其他示出的部件进行通信。总线440可以是适于在电子系统400内传输数据的任何子系统。总线440可以包括多条计算机总线和附加电路以传输数据。

存储器420可以耦合到处理器410。在一些实施例中，存储器420可以提供短期和长期存储，并且可以被分成几个单元。存储器420可以是易失性的(例如静态随机存取存储器(SRAM)和/或动态随机存取存储器(DRAM))和/或非易失性的(例如只读存储器(ROM)、闪存等)。此外，存储器420可以包括可移动存储设备，例如安全数字(SD)卡。存储器420可以为电子系统400提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。在一些实施例中，存储器420可以分布在不同的硬件模块中。一组指令和/或代码可以被存储在存储器420中。指令可以采取可以由电子系统400可执行的可执行代码的形式，和/或可以采取源代码和/或可安装代码的形式，在电子系统400上(例如，使用各种通常可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任何一种)编译和/或安装时，指令可以采用可执行代码的形式。

在一些实施例中，存储器420可以存储多个应用模块422至424，该应用模块可以包括任意数量的应用。应用的示例可以包括：游戏应用、会议应用、视频回放应用或其他合适的应用。这些应用可以包括深度感测功能或眼睛跟踪功能。应用模块422-424可以包括要由处理器410执行的特定指令。在一些实施例中，应用模块422-424中的某些应用或部分可以由其他硬件模块480执行。在某些实施例中，存储器420可以另外包括安全存储器，安全存储器可以包括附加的安全控制，以防止对安全信息的复制或其他未授权的访问。

在一些实施例中，存储器420可以包括加载在其中的操作系统425。操作系统425可以可操作来启动由应用模块422-424提供的指令的执行和/或管理其他硬件模块480以及与无线通信子系统430的接口，无线通信子系统430可以包括一个或更多个无线收发器。操作系统425可以适于在电子系统400的部件上执行其他操作，包括线程管理(threading)、资源管理、数据存储控制和其他类似功能。

无线通信子系统430可以包括例如红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(例如

设备、IEEE 802.11设备、Wi-Fi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等)和/或类似的通信接口。电子系统400可以包括用于无线通信的一根或更多根天线434，作为无线通信子系统430的一部分或者作为耦合到系统的任何部分的单独部件。根据期望的功能，无线通信子系统430可以包括单独的收发器，以与基站收发器和其他无线设备和接入点通信，这可以包括与不同的数据网络和/或网络类型通信，例如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)或无线个人区域网(WPAN)。WWAN可以是例如WiMax(IEEE 802.16)网络。WLAN可以是例如IEEE802.11x网络。WPAN可以是例如蓝牙网络、IEEE 802.15x或一些其他类型的网络。本文描述的技术也可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。无线通信子系统430可以允许与网络、其他计算机系统和/或本文描述的任何其他设备交换数据。无线通信子系统430可以包括用于使用天线434和无线链路432传输或接收数据(例如HMD设备的标识符、位置数据、地理地图、热图、照片或视频)的装置。无线通信子系统430、处理器410和存储器420可以一起包括用于执行本文公开的一些功能的装置中的一个或更多个的至少一部分。

电子系统400的实施例还可以包括一个或更多个传感器490。传感器490可以包括，例如，图像传感器、加速度计、压力传感器、温度传感器、接近传感器、磁力计、陀螺仪、惯性传感器(例如，组合加速度计和陀螺仪的模块)、环境光传感器或可操作来提供感测输出和/或接收感测输入的任何其他类似模块，例如深度传感器或位置传感器。例如，在一些实施方式中，传感器490可以包括一个或更多个惯性测量单元(IMU)和/或一个或更多个位置传感器。基于从一个或更多个位置传感器接收的测量信号，IMU可以生成指示HMD设备相对于HMD设备的初始位置的估计位置的校准数据。位置传感器可以响应于HMD设备的运动产生一个或更多个测量信号。位置传感器的示例可以包括但不限于一个或更多个加速度计、一个或更多个陀螺仪、一个或更多个磁力计、检测运动的另一种合适类型的传感器、用于IMU误差校正的一种类型的传感器或它们的某种组合。位置传感器可以位于IMU的外部、IMU的内部或者它们的某种组合。至少一些传感器可以使用结构光图案进行感测。

电子系统400可以包括显示模块460。显示模块460可以是近眼显示器，并且可以以图形方式向用户呈现来自电子系统400的信息，例如图像、视频和各种指令。这种信息可以从一个或更多个应用模块422-424、虚拟现实引擎426、一个或更多个其他硬件模块480、它们的组合或用于(例如，通过操作系统425)为用户解析图形内容的任何其他合适的装置中导出。显示模块460可以使用液晶显示(LCD)技术、发光二极管(LED)技术(包括例如OLED、ILED、微型LED、AMOLED、TOLED等)、发光聚合物显示(LPD)技术或某种其他显示技术。

电子系统400可以包括用户输入/输出模块470。用户输入/输出模块470可以允许用户向电子系统400发送动作请求。动作请求可以是执行特定动作的请求。例如，动作请求可以是开始或结束应用，或者是在应用内执行特定动作。用户输入/输出模块470可以包括一个或更多个输入设备。示例输入设备可以包括触摸屏、触摸板、麦克风、按钮、拨号盘、开关、键盘、鼠标、游戏控制器或用于接收动作请求并将接收到的动作请求传送给电子系统400的任何其他合适的设备。在一些实施例中，用户输入/输出模块470可以根据从电子系统400接收的指令向用户提供触觉反馈。例如，当接收到或已经执行动作请求时，可以提供触觉反馈。

电子系统400可以包括照相机450，照相机450可以用于拍摄用户的照片或视频，例如，用于跟踪用户的眼睛位置。照相机450也可以用于拍摄环境的照片或视频，例如，用于VR、AR或MR应用。照相机450可以包括例如具有几百万或几千万像素的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。在一些实施方式中，照相机450可以包括两个或更多个照相机，它们可以用于捕获3D图像。

在一些实施例中，电子系统400可以包括多个其他硬件模块480。每个其他硬件模块480可以是电子系统400内的物理模块。虽然其他硬件模块480中的每一个可以被永久地配置为结构，但是其他硬件模块480中的一些可以被临时配置为执行特定功能或者被临时激活。其他硬件模块480的示例可以包括，例如，音频输出和/或输入模块(例如，麦克风或扬声器)、近场通信(NFC)模块、可充电电池、电池管理系统、有线/无线电池充电系统等。在一些实施例中，其他硬件模块480的一个或更多个功能可以用软件实现。

在一些实施例中，电子系统400的存储器420还可以存储虚拟现实引擎426。虚拟现实引擎426可以执行电子系统400内的应用，并从各种传感器接收HMD设备的位置信息、加速度信息、速度信息、预测的未来位置或它们的某种组合。在一些实施例中，由虚拟现实引擎426接收的信息可以用于向显示模块460产生信号(例如，显示指令)。例如，如果接收到的信息指示用户已经向左看，则虚拟现实引擎426可以为HMD设备生成反映用户在虚拟环境中的移动的内容。此外，虚拟现实引擎426可以响应于从用户输入/输出模块470接收的动作请求，在应用内执行动作，并向用户提供反馈。所提供的反馈可以是视觉、听觉或触觉反馈。在一些实施方式中，处理器410可以包括可以执行虚拟现实引擎426的一个或更多个GPU。

在各种实施方式中，上述硬件和模块可以在单个设备上实现，或者在可以使用有线或无线连接彼此通信的多个设备上实现。例如，在一些实施方式中，一些部件或模块，例如GPU、虚拟现实引擎426和应用(例如，跟踪应用)，可以在与头戴式显示设备分离的控制台上实现。在一些实施方式中，一个控制台可以连接到或支持多于一个的HMD。

在替代配置中，电子系统400中可以包括不同的和/或附加的部件。类似地，一个或更多个部件的功能可以以不同于上述方式的方式在部件之间分配。例如，在一些实施例中，电子系统400可以被修改为包括其他系统环境，例如AR系统环境和/或MR环境。

如上所述，微型LED可以在人工现实系统的各个部分中用作光源，例如在显示电子器件122、定位器126和眼睛跟踪单元130中用作光源。此外，微型LED可以用于各种显示技术，例如平视显示器、电视显示器、智能手机显示器、手表显示器、可佩戴显示器和柔性显示器。微型LED可以在诸如物联网(IOT)的许多应用中与多个传感器结合使用。本文描述的微型LED主要被描述为红色、蓝色或绿色微型LED；然而，微型LED可以被配置成发射具有任何期望波长的光，例如紫外光或红外光。此外，本文描述的微型LED主要被描述为具有抛物线台面；然而，微型LED可以被配置成具有任何合适的台面形状，例如平面、垂直、圆锥形、抛物线形或它们的组合。此外，微型LED可以被配置成具有任何合适的基底形状，例如圆形、椭圆形、矩形、三角形或六边形。

图5是根据一个或更多个实施例的微型LED 500的示例的横截面图。微型LED 500可以包括衬底502、成形为台面506的半导体层504、有源发光层508、输出耦合表面510和反射器层514。微型LED 500的输出耦合表面510的直径可以小于20μm。抛物线台面506可以在晶片处理期间蚀刻到LED管芯上，以形成从输出耦合表面510射出的类准直(quasi-collimated)光束。替代地，台面506可以具有各种其他形状，例如平面、垂直、圆锥形或半抛物线形。微型LED 500可以被配置为具有高的光提取效率，并且由于台面506的形状而输出类准直光。微型LED 500可以被配置成发射发散角θ在预定范围内的光。在各种实施例中，发散角θ大约为10度。

半导体层504设置在衬底502上。半导体层504和衬底502可以由相同的材料(例如GaN)制成。有源发光层508被封装在台面506中。有源发光层508可以是多量子阱(MQW)层，和/或可以包括量子点、量子线、垂直纳米线和/或垂直翅片(vertical fin)。有源发光层508可以布置在台面506的焦点处。台面506可以在与输出耦合表面510相反的一侧上具有截顶。台面506可以具有弯曲的或接近抛物线的形状，以针对微型LED 500内的光形成反射外壳。箭头512示出了从有源发光层508发射的光如何从台面506的壁以足以使光逸出微型LED500的角度(例如，在全内反射的角度内)朝向输出耦合表面510反射。如下面进一步详细讨论的，反射器层514可以形成在台面506上，以改善光的反射。p触头和n触头(未示出)可以位于与台面506相同但与输出耦合表面510相反的一侧上。

图5所示的微型LED 500可以被修改以提高微型LED 500的效率。可以使用各种模拟方法来评估效率。例如，图6A和图6B示出了发射绿光的微型LED的实验数据与模拟数据的比较。图6A示出模拟工作电压(V_op)数据605与实验V_op数据610很好地一致，并且模拟光输出功率(LOP)数据615与实验LOP数据620很好地一致。类似地，图6B示出模拟外部量子效率(EQE)数据635与实验EQE数据640非常一致。图6B还示出了表面复合的模拟百分比630。这说明表面复合在台面上占主导地位，并将最大EQE转移到10-20μA的更高电流。

图7A示出了发射绿光的微型LED的实验数据与模拟数据的额外比较。图7A再次示出了模拟LOP数据715和实验LOP数据720之间的一致性。此外，图7A示出模拟波长数据705与实验波长数据710很好地一致。图7A示出了发射515nm和10μA的光的绿色微型LED向蓝色波长的偏移。图7B示出了第一模拟方法730和第二模拟方法735的模拟内部量子效率(IQE)数据，以及模拟结温数据740。

图8A示出了根据一个或更多个实施例的微型LED 800的示例。微型LED 800可以类似于图5所示的微型LED 500。微型LED 800沿着图8A所示的方向发射光805。图8B示出了图8A所示绿色微型LED 800的模拟LEE数据。如图8B所示，绿色微型LED 800在具有90°角度的发射锥内具有27.17％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有1.43％的LEE。图8B示出了改善LEE并在更窄的发射锥内发射更多光的需要。

一些实施例可以通过修改微型LED的台面形状来改善微型LED的LEE和光束轮廓。图9A-9C示出了具有不同台面形状的绿色微型LED的各种示例。微型LED的高度、宽度和/或曲率可以被调整以优化LEE和光束轮廓。

如图9A所示，包括n侧半导体905和p侧半导体910的台面可以布置在衬底915上，并且p触头(未示出)可以设置在p侧半导体910的顶部。诸如MQW层的有源发光层907可以位于n侧半导体905和p侧半导体910之间的界面处。台面具有半抛物线形状，高度为1.3μm，底部直径为3.5μm。图9A所示的微型LED在角度为90°的发射锥内具有21.17％的LEE，并且在角度为10°的发射锥内具有0.91％的LEE。

如图9B所示，包括n侧半导体920和p侧半导体925的台面可以布置在衬底930上，并且p触头(未示出)可以设置在p侧半导体925的顶部。诸如MQW层的有源发光层927可以位于n侧半导体920和p侧半导体925之间的界面处。台面具有抛物线形状，高度为1.3μm、底部直径为3.0μm。图9B所示的微型LED在角度为90°的发射锥内具有27.17％的LEE，在角度为10°的发射锥内具有1.43％的LEE。

如图9C所示，包括n侧半导体935和p侧半导体940的台面可以布置在衬底945上，并且p触头(未示出)可以设置在p侧半导体940的顶部。替代地，台面可以布置在典型厚度在2到8μm之间的薄电流扩展层上，在这种情况下，衬底已经被移除。台面具有抛物线形状，高度为1.5μm、底部直径为3.0μm。图9C所示的微型LED在角度为90°的发射锥内具有31.21％的改善的LEE，在角度为10°的发射锥内具有1.62％的LEE。图9A-9C的比较说明，通过使用具有抛物线形状而不是半抛物线形状的台面，以及通过增加台面的高度，可以改善微型LED的LEE和光束轮廓。电感耦合等离子体(ICP)蚀刻可以用作形成期望的台面形状的高精度方法。

替代地或附加地，一些实施例可以通过在微型LED的台面的外表面上提供反射器层来改善微型LED的LEE和光束轮廓。图10A-10C示出了具有不同反射器层的绿色微型LED的各种示例。例如，反射器层可以包括具有不同材料和不同厚度的不同子层。此外，可以为台面和p触头提供不同的反射器层。替代地，通过使用半导体材料和空气之间的大的折射率差，反射器层可以不与其他层一起使用。

如图10A所示，包括n侧半导体1001和p侧半导体1004的台面可以布置在衬底1002上，并且p触头1003可以设置在p侧半导体1004的顶部。形成在台面的外表面上的第一反射器层可以包括SiN层1005和从SiN层1005开始依次包括Ti和Au的层1006。SiN层1005的厚度可以在100nm和400nm之间，例如200nm。Ti层的厚度可以在1nm和30nm之间，例如20nm。Au层的厚度可以在100nm和500nm之间，例如300nm。形成在p半导体1004的外表面上的p触头1003可以从p侧半导体1004开始依次包括Ni层和Au层。Ni层的厚度可以在5nm和30nm之间，例如20nm。Au层的厚度可以在20nm和330nm之间，例如300nm。图10A所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有31.21％的LEE，并且在10°角度的发射锥内具有1.62％的LEE。

如图10B所示，包括n侧半导体1011和p侧半导体1014的台面可以布置在衬底1012上，并且p触头1013可以设置在p侧半导体1014的顶部。形成在台面的外表面上的第一反射器层可以包括SiN层1015和从SiN层1015开始依次包括Ti和Au的层1016。SiN层1015可以具有100nm和400nm之间的厚度，例如200nm。Ti层可以具有在1nm和30nm之间的厚度，例如20nm。Au层可以具有在100nm和500nm之间的厚度，例如300nm。形成在p侧半导体1014的外表面上的p触头1013可以从p侧半导体1014开始依次包括Ag层、Pt层和Au层。Ag层可以具有在90nm和300nm之间的厚度，例如100nm。Pt层可以具有在20nm和50nm之间的厚度，例如25nm。Au层可以具有在100nm和500nm之间的厚度，例如300nm。图10B所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有35.2％的LEE，并且在具有10°角度的发射锥内具有1.9％的LEE。

如图10C所示，包括n侧半导体1021和p侧半导体1024的台面可以布置在衬底1022上，并且p触头1023可以设置在p侧半导体1024的顶部。形成在台面的外表面上的第一反射器层可以包括SiN层1025和层1026，层1026从SiN层1025开始依次包括Ag、Pt和Au。SiN层1025可以具有在40nm和100nm之间的减小的厚度，例如75nm。Ag层可以具有在60nm和150nm之间的厚度，例如100nm。Pt层可以具有在20nm和30nm之间的厚度，例如25nm。Au层可以具有在100nm和200nm之间的厚度，例如125nm。形成在p侧半导体1024的外表面上的p触头1023可以从p侧半导体1024开始依次包括Ag层、Pt层和Au层。Ag层可以具有在60nm和150nm之间的厚度，例如100nm。Pt层可以具有在20nm和30nm之间的厚度，例如25nm。Au层可以具有在110nm和140nm之间的厚度，例如125nm。图10C所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有50.1％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有2.65％的LEE。图10C所示的薄反射器设计可以针对具有薄层堆叠的高反射率和一维或二维阵列中许多微型LED的非常接近的间距(例如小于5μm)进行优化，例如用于超分辨率1-4K显示器应用。

尽管上面描述了具有特定厚度的特定材料，但是反射器层可以包括具有任何合适厚度的任何合适的材料。可以基于期望的发射波长和半导体材料来选择材料及其厚度。此外，为了获得特定的结果，可以选择材料及其厚度。例如，参考图10C所示的微型LED，SiN层1025可以被配置为用作介电钝化层，其防止p/n结的不足并避免光学腔内的共振，例如共振吸收。SiN可以用任何合适的介电材料代替，例如SiO₂、HfO或AlO。层1026内的Ag层可以被配置为用作也提供反射率的粘附层。Ag不应该用具有高光吸收的粘附金属(例如Ti)代替，这是由于即使对于10-20nm的小的层厚度也具有高光吸收。层1026内的Pt层可以被配置为用作减少各层之间相互扩散的扩散阻挡层。Pt层也可以用作Ag层的保护层，以避免氧化。层1026内的Au层可以被配置为用作附加的涂层和保护层。

此外，参照图10C所示的微型LED，可以基于期望的发射波长和半导体材料来选择p触头1023的材料和厚度。此外，为了获得特定的结果，可以选择材料及其厚度。例如，Ag层可以由Al层代替以用于绿色或蓝色微型LED，Ag层可以由Au层代替以用于红色或IR微型LED。此外，Pt层可由另一扩散阻挡层替代，例如Pd、WTi或WN层。此外，Au层可以由Al层代替。

图11A和图11B分别示出了绿色微型LED的典型反射器设计和优化反射器设计的反射系数。例如，图11A示出了图10B所示绿色微型LED的作为角度的函数的横电(TE)和横磁(TM)系数。类似地，图11B示出了图10C所示的绿色微型LED的作为角度的函数的TE系数和TM系数。如图11A和图11B所示，图10C所示的绿色微型LED中的反射层实现了显著更高的反射，这导致更高的LEE。

一些实施例可以通过在微型LED的输出耦合表面上结合抗反射涂层、在微型LED的输出耦合表面和下游光学元件之间提供折射率匹配材料、和/或在微型LED的输出耦合表面上提供二次光学器件来改善微型LED的LEE和光束轮廓。图12A-12C示出了具有不同部件以优化LEE和光束轮廓的绿色微型LED的各种示例。

如图12A所示，包括n侧半导体1201和p侧半导体1204的台面可以布置在衬底1202上，并且p触头1215可以设置在p侧半导体1204的顶部。替代地，台面可以在没有衬底的情况下布置在n-电流扩展层上。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1205和层1206。光学元件1211可以从衬底1202的输出耦合表面1208接收光1210。抗反射涂层1209可以布置在输出耦合表面1208上。图12A所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有52.2％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有2.96％的LEE。图12A所示的微型LED使用图10C所示的微型LED，但是增加了抗反射涂层1209，并且向光学元件1211提供光。

如图12B所示，包括n侧半导体1221和p侧半导体1224的台面可以布置在n电流扩展衬底1222上，并且p触头1235可以设置在p侧半导体1224的顶部。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1225和层1226。光学元件1231可以从衬底1222的输出耦合表面1228接收光1230。折射率匹配材料1229可以布置在输出耦合表面1228和光学元件1231之间。折射率匹配材料1229的折射率可以大于1，和/或大于或等于光学元件1231的折射率。例如，如果光学元件1231的折射率为1.5，则折射率匹配材料1229的折射率可以在1.5和1.7之间。在其他示例中，折射率匹配材料1229可以具有高达2.2的折射率。折射率匹配材料1229可以由任何合适的材料(例如硅树脂)制成。图12A所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有81.1％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有5.94％的LEE。图12B中所示的微型LED使用图10C中所示的微型LED，但是添加了折射率匹配材料1229并向光学元件1231提供光。

如图12C所示，包括n侧半导体1241和p侧半导体1244的台面可以布置在n电流扩展衬底1242上，并且p触头1255可以设置在p侧半导体1244的顶部。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1245和层1246。光学元件1251可以从衬底1242的输出耦合表面1248接收光1250。二次光学器件1252可以布置在输出耦合表面1248和光学元件1251之间。例如，二次光学器件1252可以是透镜。该透镜可以是单独的光学部件，或者可以蚀刻到输出耦合表面1248中。透镜可以在微型LED的有源发射层处具有焦点。图12C示出了测量的光束轮廓1254和模拟的光束轮廓1253。图12C中所示的微型LED使用图10C中所示的微型LED，但是增加了二次光学器件1252并且向光学元件1251提供光。

图13A-13C示出了红色微型LED的各种示例，其具有不同的部件以优化LEE和光束轮廓。如图13A所示，包括n侧半导体1301和p侧半导体1304的台面可以布置在衬底1302上，并且p触头1315可以设置在p侧半导体1304的顶部。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1305和层1306。光学元件1311可以从衬底1302的输出耦合表面1308接收光1310。抗反射涂层1309可以布置在输出耦合表面1308上。图13A所示的微型LED在90°角度的发射锥内具有30.5％的LEE，在10°角度的发射锥内具有1.5％的LEE。光学元件1311可以具有10°的相应接受角。

如图13B所示，包括n侧半导体1321和p侧半导体1324的台面可以布置在衬底1322上，并且p触头1335可以设置在p侧半导体1324的顶部。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1325和层1326。光学元件1331可以从衬底1322的输出耦合表面1328接收光1330。二次光学器件1332可以布置在输出耦合表面1328和光学元件1331之间。例如，二次光学器件1332可以是透镜。该透镜可以是单独的光学部件，或者可以蚀刻到输出耦合表面1328中。透镜可以在微型LED的有源发射层处具有焦点。在图13B所示的示例中，透镜是球面透镜，其直径大约等于输出耦合表面1328的直径。图13B所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有61.0％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有2.2％的LEE。光学元件1331可以具有10°的相应接受角。

如图13C所示，包括n侧半导体1341和p侧半导体1344的台面可以布置在衬底1342上，并且p触头1355可以设置在p侧半导体1344的顶部。形成在台面外表面上的反射器层可以包括层1345和层1346。光学元件1351可以从衬底1342的输出耦合表面1348接收光1350。二次光学器件1352可以布置在输出耦合表面1348和光学元件1351之间。例如，二次光学器件1352可以是透镜。该透镜可以是单独的光学部件，例如包括诸如聚(丙烯酸甲酯)(PMA)或玻璃的聚合物的抗蚀剂，或者可以蚀刻到输出耦合表面1348中。透镜可以在微型LED的有源发射层处具有焦点。在图13C所示的示例中，透镜是球面透镜，其直径大于输出耦合表面1328的直径。图12C示出了测量的光束轮廓1354和模拟的光束轮廓1353。图13C所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有76.2％的LEE，并且在具有10°角度的发射锥内具有3.4％的LEE。光学元件1531可以具有10°的相应接受角。

图14A和图14B示出了在绿色微型LED的输出耦合表面和光学元件之间结合折射率匹配材料的效果。图14A示出了没有折射率匹配材料的绿色微型LED在输出耦合表面到空气(n＝1)的反射系数，而图14B示出了具有折射率匹配材料(例如，对于典型的硅树脂材料，n＝1.5)的绿色微型LED在输出耦合表面的反射系数。图14A中的箭头1405表示发射锥的角度增加，而图14B中的箭头1410表示输出耦合表面处的反射系数减小。因为输出耦合表面处的反射率降低，并且全内反射(TIR)角度转移到更高的波长，所以微型LED改善了光的输出耦合，并且改善了光到窄锥中的发射。因此，结合折射率匹配材料改善了来自芯片的光的输出耦合，并且将更多的光引导到具有10°角度的发射锥中。

折射率匹配材料可以在各种应用中结合到微型LED中。例如，可以通过将折射率匹配材料对接耦合到光学元件来实现高耦合效率，该光学元件是可以在显示和/或投影系统中使用的波导。波导可以是超薄和/或柔性波导，并且可以包括体布拉格光栅(VBG)或表面浮雕光栅(SRG)作为无源光束整形特征。折射率匹配材料也可以被结合到用于一维和/或二维显示器的微型LED中，这些显示器包括使用扫描的显示器、微机电系统(MEMS)、光栅、液晶显示器(LCD)和/或硅基液晶(LCOS)显示器。

图15A-15C示出了红色微型LED的各种示例，其具有不同的二次光学器件以优化LEE和光束轮廓。如图15A所示，包括n侧半导体1502和p侧半导体1501的台面可以布置在衬底1503上。图15A所示的微型LED在衬底1503的输出耦合表面1507不包括任何二次光学器件。图15A示出了微型LED的测量光束轮廓1504。

如图15B所示，包括n侧半导体1512和p侧半导体1511的台面可以布置在衬底1513上。图15B中所示的微型LED包括在衬底1503的输出耦合表面1517处的二次光学器件1516。在这个示例中，二次光学器件1516是球面透镜。图15A示出了微型LED的测量光束轮廓1515和模拟光束轮廓1514。

如图15C所示，包括n侧半导体1522和p侧半导体1521的台面可以布置在衬底1523上。图15C所示的微型LED包括位于衬底1523的输出耦合表面1527的二次光学器件1526。在这个示例中，二次光学器件1526是菲涅耳透镜。图15C示出了微型LED的测量光束轮廓1525和模拟光束轮廓1524。如图15C所示，在该示例中所示的菲涅耳透镜在中心和外部区域具有不同的焦点，使得更多的光被发射到具有更窄角度的发射锥中。

图16A和图16B示出了绿色微型LED的示例，该绿色微型LED具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓。如图16A所示，包括n侧半导体1602和p侧半导体1601的台面可以布置在包括第一层1603和第二层1604的衬底上。第一层1603和第二层1604可以由相同的材料制成，例如60％AlGaAs。图16A所示的微型LED包括在衬底的输出耦合表面1607的二次光学器件1605。在这个示例中，二次光学器件1605是球面透镜。球面透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。此外，抗反射涂层可以布置在球面透镜的外表面上，以减少任何菲涅耳损耗。在这个示例中，台面的高度为1.5μm，球面透镜的高度为0.5μm。图16B示出了由图16A所示的微型LED发射的光的光束轮廓的强度。图13C所示的微型LED在具有90°角度的发射锥内具有76.2％的LEE，在具有10°角度的发射锥内具有3.4％的LEE。如果使用较小的球面透镜，例如高度为0.3μm的球面透镜，则在具有90°角度的发射锥内，LEE降低到61.0％，并且在具有10°角度的发射锥内，LEE降低到2.2％。

图17A和图17B示出了红色和绿色微型LED的示例，其具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓。如图17A所示，包括n侧半导体1702和p侧半导体1701的台面可以布置在衬底1703上。图17A中所示的红色微型LED包括在衬底1703的输出耦合表面1710处的二次光学器件1704。在该示例中，二次光学器件1704是具有部分开口的球面透镜。透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。从有源发光层发射的光1707形成光束轮廓1705，并且可以被成形为近似顶帽光束轮廓1706。如图17A所示，光1707在台面端面处被反射，并在窄发射锥内入射到输出耦合表面1710上。

如图17B所示，包括n侧半导体1712和p侧半导体1711的台面可以布置在衬底1713上。图17B中所示的绿色微型LED包括在衬底1713的输出耦合表面1720处的二次光学器件1714。在该示例中，二次光学器件1714是具有部分开口的球面透镜。透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。没有透镜的情况下，从有源发光层发射的光1717形成朗伯光束轮廓1715(HWHM＝60°)，其比图17A所示的光束轮廓1706(HWHM<60°)宽。光1717的光束轮廓可以用如图17B所示的透镜来改善，并且在图17B中再现为类似于1705的光束轮廓1718，这两个光束轮廓都近似于顶帽光束轮廓1716。如图17B所示，光1717包括在窄发射锥1718内入射到输出耦合表面1720上的向前传播和向后反射的光。在没有附加的二次光学器件的情况下，图17B所示的微型LED内的绿色光线组的光束轮廓1715具有比在具有图17A所示的相同结构的微型LED内的台面端面上反射的红色光线组的更窄的光束轮廓1705更朗伯的形状。

图18A-18H示出了红色微型LED的示例，该红色微型LED具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓。如图18A-18C所示，包括n侧半导体1802和p侧半导体1801的台面可以布置在衬底1803上。替代地，台面可以布置在没有衬底的电流扩展层上。图18C中所示的红色微型LED包括在衬底1803的输出耦合表面1812处的二次光学器件1810。在该示例中，二次光学器件1810是环状透镜，在光1809离开输出耦合表面1812处具有最大厚度，在透镜中心处具有最小厚度。透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。如图18D所示，光1809可以具有强度分布1820和光束轮廓1821。图18E-18H示出了没有透镜时强度分布和光束轮廓的附加示例。图18D和图18H示出了远场，图18G示出了近场。虽然图18A-18H示出了具有抛物线台面1802的红色微型LED，但是台面1802也可以具有平面、垂直、圆锥或半抛物线形状。

图19A和图19B示出了红色和绿色微型LED的示例，其具有二次光学器件以优化LEE和光束轮廓。如图19A所示，包括n侧半导体1902和p侧半导体1901的台面可以布置在衬底1903上。图19A中所示的红色微型LED包括在衬底1903的输出耦合表面1909处的二次光学器件1904和1908。在这个示例中，二次光学器件1904和1908包括各种透镜。透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。从有源发光层发射的光1907形成光束轮廓1905，并且可以被成形为近似具有介于±10°和±30°之间的HWHM的顶帽光束轮廓1906。

如图19B所示，包括n侧半导体1912和p侧半导体1911的台面可以布置在衬底1913上。图19B中所示的绿色微型LED包括在衬底1913的输出耦合表面1919处的二次光学器件1914和1918。在这个示例中，二次光学器件1914和1918包括各种透镜。透镜的焦点可以在微型LED的有源发光层。没有透镜的情况下，从有源发光层发射的光1917形成光束轮廓1920，其比具有透镜的情况下近似顶帽光束轮廓1916的光束轮廓1916更宽。图19B所示的微型LED内的绿色光线组的光束轮廓1920具有比在具有图19A所示相同结构的微型LED内的台面端面处反射的红色光线组的更窄的光束轮廓1905更朗伯的形状。不同的透镜轮廓和不同的焦点用于红色光线组和绿色光线组。图19B所示的微型LED中的绿色光线组的具有更朗伯形状的光束轮廓1920被更大的球面透镜1918朝向中心聚焦，以更接近图19B所示的微型LED的目标顶帽光束轮廓1916。该组红色光线由具有不同形状和焦点的环状透镜1904准直，以更接近图19A所示的微型LED的目标顶帽光束轮廓1906。总的来说，在输出耦合表面上具有透镜的微型LED结构的LEE高于在输出耦合表面上没有透镜的微型LED结构的LEE。

在一些实施例中，可能希望产生偏振光。图20A和图20B示出了发射偏振光的绿色微型LED的示例。如图20B所示，包括n侧半导体2002和p侧半导体2001的台面可以布置在衬底2003上。线性阵列光栅2004可以形成在衬底2003的输出耦合表面2005上。线性阵列光栅2004的一个示例在图20A中示出。线性阵列光栅2004以不同于TM光的百分比透射TE光。线性阵列光栅2004可以被蚀刻到输出耦合表面2005中，或者作为单独的部件生长在输出耦合表面2005上。

图21A和图21B示出了各种微型LED配置的作为角度的函数的反射系数。如图21A和图21B所示，在抛物线台面端面上，TE/TM光反射比大约为45°。反射器层设计可以针对微型LED内部的TE和TM模式(在抛物线台面端面处大约45°)的非常不同的光反射率进行优化。替代地，台面也可以具有平面、垂直、圆锥或半抛物线形状。在其他实施例中，台面可以具有非旋转对称的形状，例如类似浴缸(bathtub-like)的形状。图22A示出了具有非旋转对称形状的台面的微型LED的示例。图22B示出了具有平面形状的台面的示例，其中光可以远离芯片边缘产生。图22C示出了具有圆锥形形状的台面的示例，其中对于经由底部表面的高LEE，角度可以是45°±5°，并且对于不同的材料和波长可以稍微变化。微型LED还可以具有各种基底形式，例如圆形、椭圆形、六边形、矩形和/或三角形。图22D示出了可以在微型LED中使用的基底形状的示例。

在一些实施例中，微型LED的效率可以通过减少台面端面处的表面复合来提高。由于微型LED的尺寸很小，边缘效应很明显，因为台面的边缘靠得很近。表面处的悬挂键(Dangling bond)导致电子和空穴的非辐射复合，使得只有10-20％的电流到达具有1-2μm直径MQW的红色微型LED中的有源发光层以用于发射。

电流密度(J)-降低可以减少或消除台面端面处的表面复合。J-降低可以通过各种方法实现，如离子注入或量子混合。晶体可以局部改变，使得载流子不能扩散到台面的表面。单量子阱(SQW)或双量子阱(DQW)设计可用于低电流密度的平面、垂直、圆锥形或抛物线形蓝色或绿色微型LED。具有更高载流子浓度的更少的量子阱可以导致有源发光层内更少的横向载流子扩散。

如下文进一步详细讨论的，可以通过各种方法减少表面复合。图23A-23C示出了绿色微型LED中不同载流子寿命的EQE和表面复合。例如，图23A示出了具有200ns载流子寿命的微型LED的模拟EQE 2305和测量EQE 2310。图23A还示出了模拟的表面复合2315。如2320所示，微型LED在0.2μA的电流具有4.6％的最大EQE。类似地，图23B示出了非辐射(A*N)载流子寿命为40ns的微型LED的模拟EQE 2325和测量EQE2330。图23B还示出了模拟的表面复合2335。如2340所示，微型LED在0.5μA的电流具有4.2％的最大EQE。同样，图23C示出了非辐射载流子寿命为4ns的微型LED的模拟EQE 2345和测量EQE 2350。图23C还示出了模拟的表面复合2355。如2360所示，微型LED在1.0μA的电流具有3.7％的最大EQE。

图24A和图24B示出了通过减少台面端面处的表面状态来减少表面复合的方法的示例。如图24A所示，可以在台面2402的顶部处设置p触头2401，并且电流2403可以流过有源发射层，例如多量子阱(MQW)。ICP蚀刻可用于通过平滑化台面端面的表面来减少表面状态。替代地或附加地，台面端面的表面可以在沉积之前通过各种方法进行处理，例如原位热清洁、通过低能离子例如电子回旋共振(ECR)离子进行原位表面清洁、或者在真空中进行H₂清洁，例如分子束外延(MBE)。此外，可以优化台面端面的表面上介电钝化层的沉积。例如，诸如AlN的晶体层可以通过MBE沉积，和/或SiN层或SiO₂层可以通过使用低能量的致密等离子体的电感耦合等离子体增强化学气相沉积(ICPECVD)或通过原子层沉积(ALD)来沉积。图24B示出了对于各种微型LED可以实现远小于10^4cm/s的低表面复合速度(SRV)。

图25A-25C显示了未处理的绿色、蓝色和红色微型LED的EQE和表面复合损耗的比较。例如，图25A示出了绿色微型LED的模拟EQE 2310和测量EQE 2315。图25A还示出了模拟的表面复合2505。由于内建电势(in-potential)波动，绿色微型LED在最大EQE时具有大约30％的表面复合损耗。类似地，图23B示出了蓝色微型LED的模拟EQE 2530和测量EQE 2535。图23B还示出了模拟的表面复合2525。蓝色微型LED具有最高的EQE，但是具有50％的表面复合损耗。蓝色微型LED所具有的内建电势波动比绿色微型LED小。同样，图23C示出了红色微型LED的模拟EQE 2550和测量EQE 2555。图23C还示出了模拟的表面复合2545。红色微型LED的EQE最低，表面复合损耗超过80％。

图26A-26C显示了经处理的绿色、蓝色和红色微型LED的EQE和表面复合损耗的比较。如上所述，通过降低台面端面处的横向载流子扩散和表面复合速度，降低了表面复合损耗。例如，图26A示出了绿色微型LED的模拟EQE 2605和测量EQE 2610。图26A还示出了模拟的表面复合和横向载流子扩散2615接近于零。绿色微型LED的最大EQE约为10％，具有最小的表面复合损耗。类似地，图26B示出了蓝色微型LED的模拟EQE2630和测量EQE 2625。图26B还示出了模拟的表面复合2635接近于零。蓝色微型LED的最大EQE约为31％，具有最小的表面复合损耗。同样，图26C示出了红色微型LED的模拟EQE 2650和测量EQE 2645。图26C还示出了模拟的表面复合2655接近于零。红色微型LED的最大EQE约为33％，具有最小的表面复合损耗。图25A-25C与图26A-26C的比较表明，对于每个微型LED，该处理减少了表面复合并增加了EQE。

图27A-27C示出了通过减少横向电子-空穴(e-h)向有源发光区域内的台面端面的扩散来减少表面复合的方法的示例。这可以改变台面端面处的应变，使得面内拉伸应变增加半导体材料的带隙。

如图27A所示，台面可以包括n侧半导体2702和p侧半导体2701。抗蚀剂2704可用于掩蔽台面的中心部分，并且可以使用各种技术来减少横向e-h扩散。例如，可以沿着箭头2703应用离子注入或量子阱混合。可以在台面2702的ICP蚀刻之前或之后应用平面离子注入。可以应用偏角(Off-angle)离子注入来减少有源发光层中的缺陷产生量。图27B示出了在量子阱混合2712之前Ga和In原子的分离2710，以及在量子阱混合2712之后Ga和In原子的分布变化2711。图27B还包括显示关于各种材料的作为能量的函数的光致发光强度的曲线图。如图27B所示，生长样本的光致发光强度2715在2.74eV处达到峰值，同时SiO₂加盖区(capped region)的光致发光强度2716在2.74eV处达到峰值，而Mo:SiO₂加盖区的光致发光强度2717在2.82eV处达到峰值。这表明不同的加盖导致晶体结构中原子的横向不同混合。图27C示出了SiO₂的非混合区域2720和Mo:SiO₂的混合区域2721的作为距离的函数的峰值能量之间的比较。如图27C所示，这些区域具有不同形状和水平的导带E_c和价带E_v。这表明具有混合的区域具有更高的峰值能量并且没有光吸收。台面边缘的较高能量可以充当横向载流子扩散的屏障。

图28A和图28B示出了通过对限定的电流孔径执行横向离子注入来减少横向电流扩展的方法的示例。图28A示出了具有高接触电阻和高工作电压V_f的微型LED。这是由p触头2805的小面积造成的。相比之下，图28B示出了具有大面积的p触头2825，比p触头2805大20％至1000％。横向离子注入将有源发光层2845限制在小区域，例如直径在0.5和4μm之间。垂直注入分布的垂直微滴状展宽(droplet-like broadening)可以保持顶部p-层的电导率，该顶部p-层具有比有源发光层2845更大的区域，以降低与p-金属的接触电阻。图28A和图28B的比较显示横向电流扩散因执行横向离子注入而受到限制。

还可以在台面形状的外延期间减少表面复合。例如，横向e-h扩散可以通过将量子点结合到用于横向载流子限制的量子阱中来减少。这也可能导致较短的载流子寿命。此外，使用横向量子势垒可以在台面端面处提供应变释放，并增加拉伸训练的InGaP量子阱的带隙。也可以使用小微米尺寸的量子线、类似翅片壁(fin-wall like)的结构和/或纳米线来代替量子点。

在一些实施例中，可以通过降低微型LED的工作电压V_f来提高微型LED的电光转换效率(WPE)。例如，可以使用离子注入来在电流孔径较小的情况下增加p-GaN接触面积。垂直方向上的微滴注入设计可以增加p接触面积以降低接触电阻，但是在有源发光层之上和之中限定了较小的电流孔径。为了减少由离子注入引起的缺陷产生，相对于表面和晶面的小角度减少了沟道效应。此外，离子注入后的热退火减少了有源发光层中的晶体损伤和非辐射吸收损耗。作为离子注入的替代，可以进行蚀刻和再生长。

尽管上面公开的微型LED通常被描述为具有在有源发光层上方的p侧半导体和在有源发光层下方的n侧半导体，但是极性可以颠倒，使得在有源发光层上方形成n侧半导体，在有源发光层下方形成p侧半导体。此外，为了减少微型LED中的接触和串联电阻，可以在外延层中实现隧道结。

上面讨论的方法、系统和设备是示例。各种实施例可以酌情省略、替换或添加各种过程或部件。例如，在替代配置中，所描述的方法可以以不同于所描述的顺序来被执行，和/或可以添加、省略和/或组合各种阶段。此外，关于某些实施例描述的特征可以组合在各种其他实施例中。实施例的不同方面和元素可以以相似的方式进行组合。此外，技术不断发展，因此，许多元素是示例，其并不将本公开的范围限制于那些特定示例。

在描述中给出了具体细节，以提供对实施例的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，为了避免模糊实施例，众所周知的电路、过程、系统、结构和技术在没有不必要的细节的情况下被示出。本描述仅提供示例实施例，并不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。相反，实施例的前述描述将为本领域技术人员提供用于实现各种实施例的可行的描述(enabling description)。可以对元件的功能和布置进行各种改变而不脱离本公开的精神和范围。

此外，一些实施例被描述为被描绘为流程图或框图的过程。虽然每一个可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时被执行。另外，可以重新安排操作的顺序。过程可能有图中未包括的附加步骤。此外，方法的实施例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任意组合来实现。当在软件、固件、中间件或微代码中实现时，用于执行相关联的任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的计算机可读介质中。处理器可以执行相关联的任务。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以根据特定的要求进行实质性的变化。例如，也可以使用定制或专用的硬件，和/或特定的元件可以在硬件、软件(包括便携式软件(例如小程序等))或两者中被实现。此外，可以采用到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接。

参考附图，可以包括存储器的部件可以包括非暂时性机器可读介质。如本文所使用的，术语“机器可读介质(machine-readable medium)”和“计算机可读介质(computer-readable medium)”是指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何存储介质。在上文提供的实施例中，在向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行时可能涉及各种机器可读介质。附加地或替代地，机器可读介质可以用于存储和/或传送这样的指令/代码。在许多实施方式中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括例如磁和/或光学介质(例如光盘(CD)或数字多功能盘(DVD))、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存-EPROM、任何其他存储器芯片或盒、下文所述的载波或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。计算机程序产品可以包括代码和/或机器可执行指令，其可以代表过程、函数、子程序、程序、例程、应用(App)、子例程、模块、软件包、类或指令、数据结构或程序语句的任意组合。

本领域的技术人员将理解，可以使用各种不同的技术和技艺中的任何一种来表示用于传送本文描述的消息的信息和信号。例如，在以上通篇描述中可以被引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任意组合来表示。

本文使用的术语“和(and)”和“或(or)”可以包括多种含义，这些含义也预期至少部分取决于使用这些术语的上下文。典型地，如果“或”被用来关联列表(例如A、B或C)，其意在表示A、B和C(这里以包含的意义使用)，以及A、B或C(这里以排他的意义使用)。此外，本文使用的术语“一个或更多个(one or more)”可以用来以单数形式描述任何特征、结构或特性，或者可以用来描述特征、结构或特性的某种组合。然而，应当注意，这仅仅是说明性的示例，并且要求保护的主题不限于该示例。此外，如果术语“……中的至少一个(at least oneof)”被用来关联列表(例如A、B或C)，该术语可以被解释为意指A、B和/或C的任意组合，例如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等。

此外，虽然已经使用硬件和软件的特定组合描述了某些实施例，但是应该认识到，硬件和软件的其他组合也是可能的。某些实施例可以仅以硬件的方式实现，或者仅以软件的方式实现，或者使用它们的组合来实现。在一个示例中，软件可以用包含计算机程序代码或指令的计算机程序产品来实现，所述计算机程序代码或指令可由一个或更多个处理器执行，用于执行本公开中描述的任何或所有步骤、操作或过程，其中计算机程序可以存储在非暂时性计算机可读介质上。本文描述的各种过程可以在相同的处理器上实现，或者在任何组合中的不同的处理器上实现。

在设备、系统、组件或模块被描述为被配置为执行某些操作或功能的情况下，可以通过下列项来完成这种配置：例如，通过设计电子电路来执行操作、通过对可编程电子电路(诸如微处理器)进行编程来执行操作(诸如通过执行计算机指令或代码)、或者通过被编程为执行存储在非暂态存储介质上的代码或指令的处理器或核、或者通过它们的任意组合。多个进程可以使用各种技术(包括但不限于用于进程间通信的传统技术)进行通信，并且不同的进程对可以使用不同的技术，或者相同的进程对可以在不同的时间使用不同的技术。

因此，应当从说明性意义上而非从限制性意义上来考虑说明书和附图。然而，显而易见的是，在不脱离权利要求中阐述的更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行添加、删减、删除以及其他修改和改变。因此，虽然已经描述了特定的实施例，但是这些实施例并不旨在进行限制。各种修改和等同物都在所附权利要求的范围内。

Claims (34)

1.一种发光二极管，包括：

半导体层内的有源发光层，其中所述半导体层具有台面形状；

衬底，其包括所述半导体层位于其上的第一表面和与所述第一表面相反的输出耦合表面，其中由所述有源发光层产生的光入射到所述输出耦合表面上，并向所述输出耦合表面下游的光学元件传播；和以下中的至少一个：

邻近所述输出耦合表面的第一抗反射涂层；

所述输出耦合表面和所述光学元件之间的折射率匹配材料，其中所述折射率匹配材料的折射率大于或等于所述光学元件的折射率；或者

邻近所述输出耦合表面的二次光学器件。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述台面形状是平面、垂直、圆锥形、半抛物线形或抛物线形中的至少一种，并且所述台面的基底区域是圆形、矩形、六边形或三角形中的至少一种。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的发光二极管，还包括在所述台面形状的外表面上的反射器层，其中所述反射器层从所述台面形状的外表面开始依次包括介电钝化层、粘附层、扩散阻挡层和涂层。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的发光二极管，其中所述折射率匹配材料对接耦合到所述光学元件，并且所述光学元件包括波导。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的发光二极管，其中所述半导体层包括与所述衬底相邻的n侧半导体层和与所述有源发光层相对的p侧半导体层。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的发光二极管，其中所述二次光学器件包括具有在所述有源发光层处的焦点的透镜。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其中所述透镜是球面透镜或菲涅耳透镜。

8.根据权利要求6-7中任一项所述的发光二极管，其中所述透镜的直径大于邻近所述衬底的半导体层的直径。

9.根据权利要求6所述的发光二极管，其中所述透镜被蚀刻到所述输出耦合表面中。

10.根据权利要求6所述的发光二极管，其中所述透镜具有沿着所述透镜的横向方向的不同的透镜形状或环状凹陷区域和焦点，所述不同的透镜形状或环状凹陷区域和焦点被配置为将来自所述发光二极管的不同光线组输出耦合在发射锥内，所述发射锥具有小于或等于60°的半峰半宽(HWHM)。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的发光二极管，其中所述二次光学器件被配置成发射光束轮廓基本上为顶帽形状并且半峰半宽(HWHM)小于或等于60°的光。

12.根据权利要求6-11中任一项所述的发光二极管，其中所述二次光学器件还包括附加的球面透镜，所述附加的球面透镜被配置为准直由所述台面形状的端面反射的光。

13.根据权利要求6-12中任一项所述的发光二极管，其中所述二次光学器件还包括在与所述输出耦合表面相反的所述透镜的表面上的第二抗反射涂层。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的发光二极管，其中所述二次光学器件包括蚀刻到所述输出耦合表面中的光栅，所述光栅包括线性阵列，所述线性阵列以不同于横磁(TM)光的百分比反射横电(TE)光，并且所述发光二极管提供偏振光发射。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的发光二极管，其中所述输出耦合表面在垂直于来自所述输出耦合表面的光的发射方向的平面中的线性尺寸小于60μm。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的发光二极管，其中所述发光二极管在具有第一角度90°的第一发射锥内具有50％和85％之间的第一光提取效率，并且在具有第二角度10°的第二发射锥内具有2％和6％之间的第二光提取效率。

17.一种发光二极管，包括：

半导体层内的有源发光层，其中所述半导体层具有台面形状；

衬底，其包括所述半导体层位于其上的第一表面和与所述第一表面相反的输出耦合表面；和

所述台面形状的外表面上的反射器层，其中所述反射器层从所述台面形状的外表面开始依次包括介电钝化层、金属层、扩散阻挡层和保形涂层。

18.根据权利要求17所述的发光二极管，其中：

所述介电钝化层的厚度在60nm和80nm之间，

所述金属层的厚度在80和120nm之间，

所述扩散阻挡层的厚度在20和30nm之间，并且

所述保形涂层的厚度在110和140nm之间。

19.根据权利要求17-18中任一项所述的发光二极管，其中所述介电钝化层包括SiN、SiO₂、HfO、AlN或AlO中的至少一种。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的发光二极管，其中所述金属层包括Ag、Al或Au，并且被配置为在所述介电钝化层和所述扩散阻挡层之间提供粘附力。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的发光二极管，其中所述扩散阻挡层包括Pt、Pd、WTi或WN。

22.根据权利要求17-21中任一项所述的发光二极管，其中所述保形涂层包括Au或Al。

23.根据权利要求17-22中任一项所述的发光二极管，其中所述介电钝化层和所述金属层被配置成防止所述反射器层内部的共振吸收损耗。

24.根据权利要求17-23中任一项所述的发光二极管，还包括在所述半导体层的与所述输出耦合表面相反的表面上的p触头。

25.根据权利要求24所述的发光二极管，其中所述p触头从所述半导体层的表面开始依次包括所述金属层、所述扩散阻挡层和所述涂层。

26.根据权利要求17-25中任一项所述的发光二极管，其中：

所述台面形状是抛物线形，

所述台面形状具有大约1.5μm的高度，并且

所述台面形状在平行于所述输出耦合表面的平面中具有大约3.0μm的最大直径。

27.根据权利要求17-26中任一项所述的发光二极管，其中所述发光二极管在具有第一角度90°的第一发射锥内具有介于45％和55％之间的第一光提取效率，并且在具有第二角度10°的第二发射锥内具有介于2％和3％之间的第二光提取效率。

28.根据权利要求17-27中任一项所述的发光二极管，其中所述有源发光层布置在所述台面形状的焦点处。

29.根据权利要求17-28中任一项所述的发光二极管，其中所述台面形状的端面足够光滑，以防止电子和空穴在所述端面处的非辐射复合。

30.根据权利要求17-29中任一项所述的发光二极管，还包括注入到所述有源发光层中的离子。

31.根据权利要求17-30中任一项所述的发光二极管，其中不同的原子混合在所述有源发光层内。

32.根据权利要求17-31中任一项所述的发光二极管，其中所述有源发光层包括量子点。

33.根据权利要求17-32中任一项所述的发光二极管，其中所述有源发光层包括横向量子势垒。

34.根据权利要求17-33中任一项所述的发光二极管，其中所述反射器层具有大于80％的反射率。

Images